[发明专利]用于确定润滑油衰变状态的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定润滑油和液压油的衰变（degradation）状态的方法。更准确来讲，它涉及一种用以通过测量油在可见光范围内的有色光谱（color spectrum）的透射率（transmittance）而提供对所述油的整体使用期间的总体衰变的准确读取的方法和装置。

背景技术

使用合适传感器来执行工业油监测的需求已被操作工程师、机械制造商以及甚至标准规范组织认为是重要领域，尤其是最近几年，其中方法和/或产品的可靠性、效率和安全性发挥非常重要的作用。

工业机械，不论是能量发生马达或压缩机、倍增器等均由于润滑剂和液压油的衰变而经受许多停机和故障。该问题在这些机械用作为更复杂系统的部件时引起危险的状况，从而从成本观点以及机械安全性方面出发，这些情况中的停机结果最为糟糕。

装置使用寿命的减少经常导致不必需的维护成本，而目前的“离线”测量方法不能提供对衰变过程的足够早的检测。另外，在许多环境（运输，工业，能源…）中，该控制方法意味着对于非常小的环境的明显的后勤负担和经济负担。为面对该问题，正在开发能够实时执行机器分析的新一代传感器。

考虑到上述的全部问题，智能传感器的使用将能够在中期优化使用寿命、减小机械中的成本及问题。关键性的机械能够从可靠性增大中受益，并且操作人员能够因非足量的维护工作而受益于工作量降低。

油衰变过程遵循若干众所周知的步骤：首先，其经受添加剂含量的降低，随后产生酸性化合物。酸性成分（如新型润滑油中的添加剂，工作润滑油中的氧化化合物）的百分比通过分析技术确定。存在如专利JP 2000146696中描述的在线（on-line）测量装置，其利用在可见光范围内的电磁波谱的吸光率（absorbency）来使吸光率与AN参数相关联。即使AN是润滑油状态的最具象征性参数之一，这些方法也具有仅关注氧化衰变的局限。另外，该装置因燃烧过程中产生的碳而不能用在马达中。碳使油变黑，从而颜色的改变并不是由于油的衰变状态改变引起。

美国专利7,612,874介绍了一种用于实时监测油变质的方法和装置。该专利是基于通过着色率Cr=Ur/Ug（红色和绿色的吸光率）对衰变情况的计算，来确定油的热衰变和氧化衰变。但是，该方法并不能够获知油的剩余寿命。

美国专利6,061,139介绍了一种监测润滑油的热衰变的方法和装置。该方法使用850nm频带的光谱来确定油的状态。单个频带的使用使得灵敏度不够高并且结果受到其它因素的影响。

专利RU 2329502还使用了3个频谱范围（红色，绿色和蓝色）内的可见光谱透射率的测量结果，以获得“全部杂质”的含量，即油衰变过程中产生的颗粒的含量。

发明内容

本发明的目的在于方便实时监测并且提供一种解决上述问题的用于确定油衰变状态的快速且可靠的装置和方法。该方法和传感器提供指示在监测或测量时的总体衰变百分比的油衰变指数（油衰变，OD）作为结果。该方法包括下面的步骤：

a.计算未被使用的油的透射率的频谱中的红色频带、绿色频带和蓝色频带的分量I_R0、I_G0和I_B0，

b.对于已被使用的同一油在三种频带中的透射率进行若干次测量并且获取算术平均值I_R、I_G和I_B，

c.如下计算所述已被使用的油的颜色指数（color index）和基准颜色指数

CI=1*I_R+0.5*I_G+0.5I_B

CI_REF=1*I_R0+0.5*I_G0+0.5I_B0

d.如下获得所述总体衰变的值：OD(%)=100-100*LOG₁₀(CI_REF/CI)。相应的装置包括：强白光；适于油从中通过的流体室；检测器，能够将光源发出的光量以及所述油吸收的光量转换成为可见光内的透射率的电信号；和程序化装置，用以执行上述的方法。可选地，所述装置还包括颗粒过滤器和用于消除油中泡沫的装置。

附图简述

为有助于更好地理解本说明书，根据本发明的优选实施方式，以图示方式附上了一组附图，但不限于这些图：

图1：测量原理图，其中示出了光在透射通过油并由检测器收集之后的强度。

图2：在润滑系统中实施本发明传感器的图。